Online-Sauerstoffanalysator für chemische Reaktoren und Zentrifugen

Online-Sauerstoffanalysator für chemische Reaktoren und Zentrifugen

Zusammenfassung

In Inertisierungssystemen für Zentrifugen und Reaktoren, die in der Feinchemie zum Einsatz kommen, ist die Online-Sauerstoffüberwachung entscheidend für die Zuverlässigkeit explosionsgeschützter Sicherheitsverriegelungen und die Kontinuität der Produktion. Komplexe Betriebsbedingungen – gekennzeichnet durch das Vorhandensein von Dämpfen organischer Lösungsmittel, Staub, Feuchtigkeitsschwankungen und korrosiven Gasen – behindern häufig den langfristigen, stabilen Betrieb von Systemen, die auf einer einzigen Detektionstechnologie basieren.

MZD Analytik (Deutschland) bietet eine Plattform zur Sauerstoffanalyse an, die auf einem multitechnologischen Ansatz basiert und elektrochemische, paramagnetische, Zirkonoxid- sowie Fluoreszenzlöschungsprinzipien umfasst. Durch standardisierte technische Schnittstellen und robuste Systemintegrationsmöglichkeiten ermöglicht die Plattform eine modulare Auswahl und einen maßgeschneiderten Einsatz, der auf unterschiedliche Betriebsbedingungen zugeschnitten ist. In typischen Szenarien der Inertisierungssteuerung (Aufrechterhaltung des Sauerstoffgehalts zwischen 5 % und 8 Vol.-%) optimiert die Plattform das System durch einen ausgewogenen Kompromiss zwischen Sicherheitszuverlässigkeit, Wartungskosten und Gesamtwirtschaftlichkeit über den gesamten Lebenszyklus.

1. Hintergrund und Anforderungen des Prozesses

1.1 Inertisierte Anlagen und Sicherheitsanforderungen

Zentrifugen und Reaktoren finden in der Feinchemie breite Anwendung bei Reaktionen, bei der Kristallisation, bei der Filtration sowie bei Verfahren zur Fest-Flüssig-Trennung. Bei vielen dieser Verfahren kommen brennbare Lösungsmittel, brennbare Dämpfe oder potenziell explosive Atmosphären zum Einsatz.

In solchen Anwendungen ist die Einhaltung einer Sauerstoffkonzentration unterhalb festgelegter Sicherheitsgrenzwerte eine grundlegende Anforderung des Prozesssicherheitsmanagements. In der industriellen Praxis wird eine Inertgasbegasung, typischerweise mit Stickstoff, eingesetzt, um die Sauerstoffkonzentration zu senken und die Entzündungsgefahr zu minimieren. Die Online-Sauerstoffmessung wird üblicherweise in sicherheitsgerichtete Systeme integriert, um Alarmfunktionen, die Aktivierung von Verriegelungen, die Inertgassteuerung und Notabschaltfunktionen zu unterstützen. Eine zuverlässige Sauerstoffüberwachung ist beim Betrieb von Zentrifugen unerlässlich. Bei hoher Drehzahl können durch Reibung zwischen Prozessmaterialien, Filtermedien, Abstreifern und rotierenden mechanischen Bauteilen elektrostatische Aufladungen entstehen. Unter ungünstigen Bedingungen können elektrostatische Entladungen als Zündquelle wirken. In Reaktorsystemen kann es während des Befüllens, der Reaktion, der Destillation, der Lösungsmittelrückgewinnung oder bei Reinigungsvorgängen zum Eindringen von Sauerstoff kommen. Auch Undichtigkeiten an Anlagen oder eine unzureichende Inertgasversorgung können zu erhöhten Sauerstoffkonzentrationen führen.

Aus diesen Gründen ist eine Sauerstoffüberwachung erforderlich, um die funktionale Sicherheit, den Personenschutz, die Anlagenintegrität und den kontinuierlichen Anlagenbetrieb zu gewährleisten.

1.2 Merkmale typischer Betriebsbedingungen in der Feinchemie

Die Betriebsbedingungen vor Ort für Zentrifugen und Reaktoren in der Feinchemie sind äußerst komplex und zeichnen sich durch folgende Faktoren aus:

Dämpfe organischer Lösungsmittel: Flüchtige organische Lösungsmittel – wie Alkohole, Benzole, Ester, Ketone, Alkane und aromatische Kohlenwasserstoffe – entstehen häufig während der Verarbeitung. Diese Dämpfe treten in den Anlagen in hohen Konzentrationen auf und verursachen erhebliche Störungen bei den meisten Sauerstoffsensoren.

Wasserdampf und Luftfeuchtigkeit: Der während des Prozesses entstehende Wasserdampf sowie Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit können leicht zu Kondensation in den Probenahmeleitungen führen, was Verstopfungen und Messfehler zur Folge hat.

Staub und Partikel: Der bei der Zentrifugalabscheidung entstehende Feinstaub kann Probenahmeleitungen und Filter leicht verstopfen, wodurch der Gasstrom behindert und die Messstabilität beeinträchtigt wird.

Korrosive Gase: Saure oder alkalische korrosive Gase können die Kernkomponenten des Sensors direkt angreifen und dessen Lebensdauer drastisch verkürzen.

Druck- und Temperaturschwankungen: Der Innendruck in Reaktoren und Zentrifugen kann von Überdruck oder leichtem Überdruck bis hin zu Unterdruck reichen. Erhebliche Temperaturschwankungen stellen extrem hohe Anforderungen an die Anpassungsfähigkeit des Analysegeräts und die Leistungsfähigkeit des Probenvorbereitungssystems.

Anspruchsvolle Probenahmebedingungen: Aufgrund der komplexen Gegebenheiten hinsichtlich Innendruck, Zusammensetzung des Probengases sowie Säure- und Basengehalt in Zentrifugen führt eine unzureichende Vorbehandlung häufig zu Verstopfungen der Probenahmeleitungen und zu Schäden an den Messgeräten, wodurch eine langfristige, effektive und genaue Überwachung des Sauerstoffgehalts im Inneren verhindert wird.

1.3 Drei zentrale Herausforderungen

Eine umfassende Analyse zeigt drei zentrale Herausforderungen im Zusammenhang mit der Online-Sauerstoffüberwachung für Zentrifugen und Reaktoren in der Feinchemie auf:

Herausforderung 1: Störungen durch organische Substanzen.

Dämpfe organischer Lösungsmittel beeinträchtigen elektrochemische Sensoren und Zirkonoxid-Sensoren in unterschiedlichem Maße. Paramagnetische Sensoren sind zwar weniger anfällig für Störungen durch Hintergrundgase, reagieren jedoch empfindlich auf Druck- und Temperaturschwankungen. Störungen durch organische Substanzen führen unmittelbar zu Messungenauigkeiten und Fehlalarmen; in schweren Fällen können sie dazu führen, dass Sicherheitsverriegelungssysteme versagen oder Fehlfunktionen auslösen.

Herausforderung 2: Verschmutzung von Linsen/Sensoren.

Durch den längeren Kontakt mit organischen Lösungsmitteln, Staub und korrosiven Gasen sind Sensoren und optische Linsen anfällig für Verschmutzungen. Dies führt zu einer verminderten Empfindlichkeit, längeren Reaktionszeiten und einer verkürzten Lebensdauer, was häufige Wartungsarbeiten und einen häufigen Austausch erforderlich macht.

Herausforderung 3: Kostendruck.

Unternehmen müssen ein Gleichgewicht zwischen Anfangsinvestitionen, Betriebskosten (Ersatzteile und Verbrauchsmaterialien) und Wartungskosten (manuelle Inspektionen und regelmäßige Kalibrierungen) finden.

Angesichts dieser komplexen Betriebsbedingungen kann eine einzelne Detektionstechnologie nicht den Anforderungen aller technischen Szenarien gerecht werden; daher ist eine systematische Lösung erforderlich, die mehrere technologische Ansätze integrieren kann.

2. Vergleich und Auswahl von Technologien für Kernanalysatoren

2.1 Überblick über fünf Detektionsprinzipien

(1)Elektrochemisches Prinzip

Basierend auf dem Prinzip von Brennstoffzellen oder galvanischen Zellen durchläuft Sauerstoff an der Kathode eine Reduktionsreaktion, wodurch ein elektrischer Strom erzeugt wird, der proportional zur Sauerstoffkonzentration ist. Der Sensor besteht aus einer hochaktiven Sauerstoffelektrode und einer Metallelektrode, die in einen sauren Gelelektrolyten eingetaucht sind. Sauerstoffmoleküle diffundieren durch eine Polymermembran zur Sauerstoffelektrode, wo durch elektrochemische Reaktionen Strom erzeugt wird.

(2) Paramagnetisches Prinzip

Dieses Verfahren nutzt die ausgeprägte paramagnetische Eigenschaft von Sauerstoff. Sauerstoff weist eine zehn- bis hundertmal höhere magnetische Suszeptibilität auf als die meisten Gase. Bei den meisten industriellen Prozessgasen wird die magnetische Suszeptibilität des Gasgemischs in erster Linie durch die Sauerstoffkonzentration bestimmt.

Zu den Typen zählen magnetomechanische (Dumbbell-Typ), magnetopneumatische und thermomagnetische Analysatoren, die alle die Sauerstoffkonzentration direkt messen.

(3) Das Zirkonoxid-Prinzip

Dieses Verfahren nutzt die Sauerstoffionenleitfähigkeit des Zirkonoxid-Elektrolyten bei hohen Temperaturen und berechnet den Sauerstoffpartialdruck mithilfe der Nernst-Gleichung. Für den Betrieb ist eine Erwärmung auf über 650 °C erforderlich. Die Differenz der Sauerstoffkonzentrationen auf beiden Seiten des Zirkonoxidrohrs erzeugt eine elektromotorische Kraft, die proportional zum Logarithmus der Sauerstoffkonzentration ist.

(4) Das TDLAS-Laserprinzip

Diese auf der Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) basierende Methode nutzt einen Nahinfrarotlaser mit einer Wellenlänge von 760 nm, um bestimmte Absorptionslinien des Sauerstoffmoleküls abzutasten. Gemäß dem Lambert-Beer-Gesetz ist die Intensität der Laserdämpfung proportional zur Sauerstoffkonzentration, was eine berührungslose Messung ermöglicht.

Es stehen sowohl In-situ- (Cross-Stack-) als auch extraktive Messkonfigurationen zur Verfügung.

(5) Prinzip der Fluoreszenzlöschung

Basierend auf der Fluoreszenzlöschungstechnologie senden fluoreszierende Materialien im Inneren des Sensors rote Fluoreszenz aus, wenn sie durch sichtbares LED-Licht angeregt werden. Sauerstoffmoleküle löschen das Fluoreszenzsignal durch nichtstrahlenden Energieübertragungsprozess. Die Sauerstoffkonzentration wird durch die Erfassung von Änderungen der Fluoreszenzlebensdauer präzise gemessen.

Die Fluoreszenzlebensdauer steht in einem linearen Zusammenhang mit der Sauerstoffkonzentration und wird durch den Abklingvorgang der Fluoreszenzintensität nicht beeinflusst, was eine hohe Langzeitstabilität und verlängerte Kalibrierungsintervalle gewährleistet.

Die Messergebnisse sind deutlich weniger anfällig für optische Verschmutzungen und die Alterung der Lichtquelle als herkömmliche, auf der Intensität basierende optische Sensoren.

Fluoreszenzlöschungssensoren sind speziell für komplexe Betriebsbedingungen ausgelegt und zeichnen sich durch eine hervorragende Unempfindlichkeit gegenüber Störungen durch organische Lösungsmittel, korrosive Gase und Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit aus.

Die Fluoreszenzlöschungstechnologie findet breite Anwendung in Sauerstoffüberwachungssystemen für Reaktoren und Zentrifugen. Dank ihrer kompakten Bauweise ohne bewegliche Teile und ihres minimalen Wartungsaufwands ist die Fluoreszenzlöschungstechnologie.

In technischen Anwendungen hat sich die Auswahl von Sauerstoffanalysatoren schrittweise vom Vergleich einzelner Technologien hin zur Einführung von Lösungen auf Basis von Multitechnologie-Plattformen entwickelt.

Als einer der etablierten Ausrüstungslieferanten im Bereich der industriellen Gasanalyse deckt MZD Analytik verschiedene Detektionsprinzipien ab, darunter elektrochemische, paramagnetische, Zirkonoxid- und Fluoreszenzlöschungstechnologien. Dank standardisierter Schnittstellen und Systemintegrationsmöglichkeiten ermöglicht die multitechnologische Plattform des Unternehmens eine schnelle Konfiguration und Implementierung in technischen Anwendungen.

Ein plattformbasierter Ansatz zeichnet sich nicht durch eine bestimmte Sensortechnologie aus, sondern durch die Bereitstellung einheitlicher Datenschnittstellen, stabiler Signalausgänge und wartungsfreundlicher Systemarchitekturen in komplexen industriellen Umgebungen (wie z. B. Vibrationsumgebungen in Zentrifugen, Reaktoren mit starken Störungen durch organische Lösungsmittel und Verriegelungssysteme für Inertisierungsanlagen), wodurch die Gesamtzuverlässigkeit des Inertisierungssystems verbessert wird.

2.2 Empfohlene Rangfolge der Technologien für Anwendungen mit hohem Organikanteil

2.2.1 Wichtigste Empfehlung: Fluoreszenzlöschung

Bei komplexen Betriebsbedingungen, wie sie beispielsweise in Zentrifugen der Feinchemie und in Reaktoren mit hohen Konzentrationen organischer Lösungsmittel herrschen, stellt die Fluoreszenzlöschung einen fortschrittlichen technologischen Ansatz dar, der besondere Beachtung verdient und als eine der bevorzugten Optionen innerhalb der MZD Analytik-Plattformlösung dienen kann.

1. Hervorragende Unempfindlichkeit gegenüber Störungen durch organische Dämpfe: Fluoreszenzlöschungssensoren basieren nicht auf elektrochemischen Reaktionen und werden nicht durch Korrosion durch organische Lösungsmittel beeinträchtigt. Sie erfassen die Fluoreszenzlebensdauer und nicht die Intensität, wodurch lösungsmittelbedingte Messstörungen grundsätzlich vermieden werden. Ausgereifte Produkte werden bereits zur Sauerstoffüberwachung in Reaktoren und Zentrifugen eingesetzt und lösen damit Probleme im Zusammenhang mit der Korrosion durch Lösungsmittel.

2. Verschleißfreie Messung mit geringen Wartungskosten: Es entsteht kein Elektrolytverbrauch. Im Vergleich zu elektrochemischen Sensoren, die      in der Regel alle 1–2 Jahre komplett ausgetauscht werden müssen, bietet die Fluoreszenzlöschung deutlich niedrigere Lebenszykluskosten. Im Gegensatz zu TDLAS besteht keine Gefahr einer Verschmutzung der optischen Linsen; im Gegensatz zu paramagnetischen Analysegeräten gibt es keine beweglichen Teile, die anfällig für Vibrationen sind.

3. Kompensation mehrerer physikalischer Parameter: Die integrierte Temperaturkompensation und die optionale automatische Druckkompensation verbessern die Messstabilität unter komplexen Bedingungen. Ausgänge wie 4–20 mA und RS485 lassen sich direkt in DCS-/SPS-Verriegelungssteuerungssysteme integrieren.

4. Hohe Eignung für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen: Optional sind Konfigurationen mit Ex-Zulassung nach Ex db IIC T6Gb erhältlich, und die Schutzart IP67 ermöglicht den Einsatz in rauen, explosionsgefährdeten Bereichen.

5. Moderate Kosten: Die Anschaffungskosten sind mäßig hoch (niedriger als bei TDLAS und höher als bei elektrochemischen Sensoren), doch die lange Lebensdauer und die geringen Wartungskosten sorgen für hervorragende Gesamtbetriebskosten (TCO). Die Einhaltung der Vorschriften und ein stabiler Betrieb lassen sich mit deutlich geringeren Investitionen als bei TDLAS erreichen.

6. Unterstützt durch ausgereifte Anwendungen: Sauerstoffanalysatoren mit Fluoreszenzlöschung werden bereits in großem Umfang in Reaktor- und Zentrifugensystemen in einer Vielzahl von industriellen Feinchemieanlagen eingesetzt. Ihre technologische Reife und technische Anpassungsfähigkeit haben sich auf dem Markt bewährt. In Kombination mit maßgeschneiderten Probenaufbereitungssystemen (einschließlich Säure-/Laugenneutralisation, Entfernung organischer Stoffe, Entfeuchtung, Trocknung, Druckregelung und Durchflussregelung) ermöglichen sie einen zuverlässigen Betrieb unter äußerst anspruchsvollen Prozessbedingungen.

7. Anwendungshinweis: Überprüfen Sie die Eignung für Chlorierungsreaktionen, Nitrierungsreaktionen und Anwendungen mit chlorhaltigen Abgasen.

2.2.2 Hochpräzise Lösung zur Bestimmung von Spuren von Sauerstoff: Extraktives TDLAS + fortschrittliche Probenvorbereitung

• Die TDLAS-Lasertechnologie zählt zu den präzisesten verfügbaren Technologien zur Sauerstoffanalyse und zeichnet sich durch schnelle Reaktionszeiten, hohe Genauigkeit, vernachlässigbare Drift und eine lange Lebensdauer aus. Sie ist unempfindlich gegenüber Hintergrundgasen, einschließlich Dämpfen organischer Lösungsmittel, und eignet sich daher für Anwendungen mit strengen Prozessanforderungen und ausreichenden Budgets.

• Für fortschrittliche Inertisierungssysteme, die eine langfristig stabile Regelung bei Sauerstoffkonzentrationen von 100 ppm oder weniger erfordern, verfügt TDLAS über umfangreichere Erfahrungen in der industriellen Anwendung.

• Für anspruchsvolle Anwendungen in der Feinchemie wurden spezielle TDLAS-Sauerstoffanalysesysteme entwickelt. In Kombination mit leistungsstarken Probenaufbereitungssystemen können sie die Sauerstoffkonzentrationen in Reaktoren und Zentrifugen kontinuierlich überwachen und bei Überschreitung der Grenzwerte automatisch Alarme auslösen sowie Schutzverriegelungen aktivieren.

Hinweise: Optische Linsen können in staubreichen und mit organischen Stoffen belasteten Umgebungen verschmutzen, sodass eine regelmäßige Reinigung und Wartung erforderlich ist. Bestimmte Konfigurationen erfordern eine präzise Ausrichtung von Lichtquellen und Detektoren, was zusätzliche Anforderungen an die Installation mit sich bringt. Es wird eine Absauginstallation in Kombination mit fortschrittlicher Probenaufbereitung und automatischen Rückspülsystemen empfohlen.

Die Kosten sind die höchsten unter allen verfügbaren Lösungen, weshalb eine sorgfältige Abwägung zwischen Budget und technischen Anforderungen erforderlich ist.

2.2.3 Bewährte technische Lösung: Paramagnetisch + Fortgeschrittene Probenvorbereitung

• Paramagnetische Analysegeräte kommen ohne Verschleißteile aus und sind nicht von einem Elektrolytverlust betroffen. Unter normalen Betriebsbedingungen kann die Lebensdauer mehr als 10 Jahre betragen. Die langfristigen Gesamtbetriebskosten sind im Vergleich zu anderen nicht-elektrochemischen Sensortechnologien wettbewerbsfähig.

• Die Störung durch Hintergrundgase ist minimal, und die Messungen basieren nicht auf chemischen Reaktionen, wodurch viele Probleme durch Kreuzstörungen grundsätzlich vermieden werden. Typische Produkte wie die MZD SMART-Serie erreichen innerhalb von 3 Sekunden eine Ansprechrate von 90 % und bieten eine stabile, zuverlässige Leistung.

• Dank ihrer hohen Messgenauigkeit im niedrigen bis mittleren Konzentrationsbereich eignet sich diese Technologie besonders gut für Inertisierungsanwendungen, bei denen die Sauerstoffkonzentrationen innerhalb eines definierten Sicherheitsbereichs gehalten werden, der typischerweise bei etwa 4–8 VOL% liegt.

Hinweise: Paramagnetische Sensoren reagieren empfindlich auf Vibrationen, Schwankungen des Probengasstroms, des Drucks und der Temperatur. Sie eignen sich für Reaktoren mit geringen Vibrationen, während Zentrifugenanwendungen eine sorgfältige Bewertung erfordern. Ein robustes Probenaufbereitungssystem ist unerlässlich, um die Bedingungen des Probengases zu stabilisieren. Eine regelmäßige Kalibrierung mit Null- und Spangas ist erforderlich. Mechanische Konstruktionen mit beweglichen Bauteilen können unter langfristigen Bedingungen mit starken Vibrationen Zuverlässigkeitsprobleme aufweisen.

2.2.4 Kostengünstige Lösung: Elektrochemisch + Fortgeschrittene Probenvorbereitung

• Diese Technologie bietet die wettbewerbsfähigsten Preise unter allen verfügbaren Verfahren und eignet sich besonders für Projekte mit begrenztem Budget, bei denen eine fortschrittliche Probenaufbereitung den Sensor wirksam schützen kann.

• Die Technologie ist ausgereift, das Marktangebot ist reichhaltig und Ersatzteile sowie Wartungskomponenten sind problemlos erhältlich. Große Messbereiche und ein modularer Aufbau erleichtern den Austausch.

  Einige importierte elektrochemische Sensoren weisen eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Störgasen wie CO₂, CO, H₂S, NOx und H₂ auf und liefern unter relativ günstigen Betriebsbedingungen eine akzeptable Leistung.

Anmerkungen: Elektrochemische Sensoren haben eine relativ kurze Lebensdauer (in der Regel etwa zwei Jahre) und müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Der Elektrolytverbrauch und die Korrosion der Elektroden beschleunigen den Ausfall in Umgebungen, in denen organische Lösungsmittel und korrosive Gase vorhanden sind.

Unter komplexen Betriebsbedingungen mit hohen organischen Konzentrationen entscheidet die Wirksamkeit des Probenaufbereitungssystems über Erfolg oder Misserfolg. Die Probenaufbereitung muss an die spezifischen Materialeigenschaften angepasst werden und umfasst unter anderem Feinfiltration, Kondensatentfernung sowie Adsorptionsanlagen zur Entfernung bestimmter störender chemischer Substanzen. Eine unzureichende Aufbereitung verkürzt die Lebensdauer des Sensors erheblich.

2.2.5 Nicht empfohlen

Zirkonoxid-Lösung: Von der Verwendung in Feinchemieanwendungen mit hohen Konzentrationen organischer Lösungsmittel wird dringend abgeraten.

Zirkoniumdioxid-Sauerstoffanalysatoren sind für Umgebungen mit hohen Konzentrationen an Kohlenwasserstoffdämpfen (organische Lösungsmittel) ungeeignet. Reduktionsgase wie H₂, CO und Dämpfe organischer Lösungsmittel beeinträchtigen die Messungen erheblich.

Bei Zentrifugen und Reaktoren in der Feinchemie, die mit hohen Konzentrationen organischer Lösungsmittel betrieben werden, sind Lösungen auf Zirkonoxidbasis im Grunde genommen unbrauchbar und können die tatsächlichen Sauerstoffkonzentrationen nicht genau wiedergeben. Dies führt nicht nur zu einer Verschwendung von Investitionsmitteln, sondern kann auch zu gefährlichen Fehleinschätzungen und schweren Unfällen führen.

2.3 Vergleich verschiedener Technologien

Die MZD Analytik-Plattform ermöglicht es, verschiedene Sensortechnologien modular zu kombinieren und für spezifische Anwendungen zu konfigurieren.

3. Schlussfolgerung

In typischen Inertisierungsszenarien für Zentrifugen und Reaktoren in der Feinchemie wird die Sauerstoffkonzentration in der Regel bei 5–8 Vol.-% gehalten. Im Vordergrund stehen dabei die Zuverlässigkeit der Sicherheitsverriegelungssysteme, die Wirksamkeit der Explosionsverhütung und die langfristige Betriebsstabilität.

Unter diesen Bedingungen bietet die Sauerstoffmessung mittels Festkörper-Fluoreszenzlöschung eine bessere Eignung hinsichtlich Vibrationsfestigkeit, Beständigkeit gegen organische Dämpfe und Lebenszykluskosten. Auf der Grundlage einer umfassenden TCO-Bewertung (Total Cost of Ownership) weist sie im Allgemeinen eine günstige Wirtschaftlichkeit auf.

Gleichzeitig können in bestimmten Anwendungsszenarien, in denen höhere Anforderungen an die Reife der Prozesssteuerung oder die Systemredundanz gestellt werden, im Rahmen des Entwurfsbewertungsprozesses auch paramagnetische und TDLAS-Technologien als alternative Optionen in Betracht gezogen werden.

Unabhängig davon, welches Prinzip der Sauerstoffanalyse gewählt wird, sollten die folgenden systematischen Konstruktionsgrundsätze beachtet werden:

1. Vollständiges Regelungssystem mit geschlossenem Regelkreis:
        Das System muss eine vollständige Architektur mit geschlossenem Regelkreis nach dem Schema „Analyse → Alarm → Verriegelung“ bilden. → execution”,

   anstatt lediglich einen Sauerstoffanalysator zu installieren.

2. Maßgeschneidertes Probenaufbereitungssystem:
        Werden elektrochemische oder paramagnetische Lösungen ausgewählt, muss das Probenvorbereitungssystem entsprechend den spezifischen Materialeigenschaften – darunter Flüchtigkeit, Korrosivität und Staubgehalt – individuell ausgelegt werden.

3. Regelmäßige Kalibrierung und Wartung:
        Alle Sauerstoffanalysatoren müssen in ein regelmäßiges Kalibrierungsprogramm eingebunden werden. Bei elektrochemischen Geräten sollte das Überprüfungsintervall in der Regel ein Jahr nicht überschreiten. Obwohl Fluoreszenzlöschungslösungen im Wesentlichen „kalibrierungsfrei“ sind, wird dennoch eine jährliche Überprüfung empfohlen.

4. Sicherheits-SPS-Verriegelung:
        Zur Ausführung der Verriegelungslogik sollte eine spezielle Sicherheits-SPS (Safety PLC) eingesetzt werden, die eine automatische Stickstoffzufuhr oder eine Notabschaltung gewährleistet, sobald die Sauerstoffkonzentration den festgelegten Grenzwert überschreitet.

5. Compliance als Mindestanforderung:
        Die Systemauslegung sollte den geltenden Normen für Prozesssicherheit, explosionsgefährdete Bereiche und standortspezifische technische Anforderungen entsprechen.

Die von MZD Analytik angebotene Multitechnologieplattform ermöglicht die Systemauslegung, die Technologieauswahl und die Wartung über den gesamten Lebenszyklus hinweg unter den unterschiedlichsten Prozessbedingungen.

Produktinformationen finden Sie unter:

O₂-Analysator mit Fluoreszenzlöschung

Zirkoniumdioxid-Sauerstoffanalysator

Paramagnetischer Sauerstoffanalysator

Elektrochemischer Sauerstoffanalysator

Anwendungshinweis: Online-Lösungen zur Sauerstoffanalyse für Zentrifugen und Reaktoren in der Feinchemie , Sollten Sie weitere Informationen benötigen, wenden Sie sich bitte an sales@mzdd.de.